DESARROLLO DE SISTEMAS EN TIEMPO REALIntroduccin a los Sistemas en Tiempo Real TEMA 1 Ing. Luis Palacios Pacherres

Definiciones en Tiempo RealSegn Young : "Cualquier actividad de proceso de informacin o sistema que tiene que responder a estmulos generados externamente dentro de un plazo especificado y finito. Segn Stankovic : Ms que ser rpido, que es un trmino relativo, la propiedad ms importante de un sistema de tiempo real es la predecibilidad.

Caractersticas de los sistemas de tiempo realUn sistema de tiempo real posee muchas caractersticas, bien inherentes o bien impuestas Grandes y complejos Manipulacin de nmeros reales Fiabilidad y seguridad Interaccin con el hardware Determinismo Determinismo Temporal Responsividad Usuarios Controladores Confiabilidad Operacin a prueba de fallas duras (Fail soft operation) Predecibilidad

Grandes y complejosLos sistemas de tiempo real deben responder, por definicin, a eventos del mundo real La variedad de estos eventos suele conducir a aplicaciones de gran tamao. El entorno de una aplicacin es continuamente cambiante, la aplicacin, grande o pequea, debe evolucionar continuamente.

Manipulacin de Nmeros RealesMuchos sistemas de tiempo real llevan a cabo el control de procesos industriales La Figura muestra un sistema de control realimentado

Fiabilidad y seguridadLa sociedad abandona el control de sus funciones vitales a los computadores, de modo que, cada vez ms, se hace imperativo que los computadores no fallen. El mismo tamao y complejidad de los sistemas de tiempo real exacerban el problema de la fiabilidad.

Interaccin con el hardwareLos sistemas empotrados exigen al computador interactuar con el mundo exterior monitorizando sensores y activando actuadores. Los dispositivos son accedidos a travs de sus registros hardware y a menudo elevan interrupciones al computador para indicar la necesidad de ser atendidos.

DeterminismoEs la capacidad de determinar con una alta probabilidad, cuanto es el tiempo que se toma una tarea en iniciarse Esto es importante por que los sistemas de tiempo real necesitan que ciertas tareas se ejecuten antes de que otras puedan iniciar.

Determinismo TemporalEl tiempo de respuesta es crucial en los sistemas empotrados. Desgraciadamente es muy difcil disear e implementar sistemas que garanticen todos los plazos en todas las circunstancias posibles.Estas facilidades son: Especificar los tiempos en que las operaciones han de realizarse. Especificar los tiempos en que las operaciones han de completarse. Responder a las situaciones donde no pueden ser atendidos todos los plazos. Responder a las situaciones donde los requisitos de temporizacin cambian.

ResponsividadEs el tiempo que se tarda una tarea en ejecutarse una vez que la interrupcin ha sido atendida

Usuarios ControladoresEl usuario (i.e los procesos que corren en el sistema) tienen un control mucho ms amplio del sistema. El proceso es capaz de especificar su prioridad El proceso es capaz de especificar el manejo de memoria que requiere (que parte estar en cach y que parte en memoria swap y que algoritmos de memoria swap usar) El proceso especifica que derechos tiene sobre el sistema.

ConfiabilidadEl sistema no debe de ser solamente libre de fallas pero ms aun, la calidad del servicio que presta no debe de degradarse ms all de un lmite determinado.

Operacin a prueba de fallas duras (Fail soft operation)Cuando ocurra una falla, el sistema preserve la mayor parte de los datos y capacidades del sistema en la mxima medida posible.

Predecibilidad

Debe ser posible demostrar o comprobar a priori que los requerimientos de tiempos se cumplen en cualquier circunstancia.

Restricciones de un Sistema en Tiempo Real Restricciones de tiempos: (Cmputo, Periodo, Plazos). Restricciones de Funcionamiento Restricciones de predecibilidad Restricciones de recursos Restricciones de precedencia

Restricciones de un Sistema en Tiempo RealRestricciones de tiempos: (Cmputo, Periodo, Plazos) Tiempos de cmputo. Periodos de muestreo. Tiempos de acceso a los dispositivos Plazos de Respuesta. Anlisis de Planificacin. Planificar el sistema con un Sistema Operativo. Los tiempos hay que obtenerlos, ya sea mediante mediciones instruccin por instruccin, mediante analizadores lgicos o osciloscopios digitales. El periodo de muestreo y el plazo de respuesta dependen de la aplicacin.

Restricciones de Funcionamiento

Restricciones de PredecibilidadComo consecuencia, la predecibilidad implica : Una cuidadosa planificacin de tareas y recursos. Cumplimiento predecible de requisitos temporales: determinismo. Anticipacin a fallos, y sus requerimientos temporales. Consideraciones de sobrecargas: degradacin controlada. Consideraciones de elementos de inpredecibilidad. Dotar al sistema con capacidades de monitorizacin y control de tiempos (hardware, software, sistema operativo, lenguaje, lneas y protocolos de comunicaciones).

Restricciones de recursosUna tarea puede requerir acceso a ciertos recursos, adems del procesador, como dispositivos de E/S, redes de comunicacin, estructuras de datos, archivos y bases de datos.

Restricciones de precedenciaUna tarea puede requerir resultados de una u otra tarea antes de comenzar su ejecucin.

Restricciones de confiabilidad y desempeoUna tarea podra tener que cumplir con ciertas restricciones de confiabilidad, disponibilidad o desempeo.

Tipos de Tareas y GarantasUna tarea activa puede estar: En ejecucin Preparada para ejecutarse Bloqueada esperando alguna condicinLa planificacin de la ejecucin de las tareas concurrentes debe asegurar el cumplimiento de algunas propiedades. Garanta de plazos. Estabilidad. Tiempo de respuesta mximo

Propiedades de los sistemas de tiempo real frente a los de tiempo compartido

Tarea Peridica

Tarea Aperidica

Utilidad de un STR Las telecomunicaciones Los sistemas multimedia El control industrial La robtica Los sistemas de avinica y espaciales Los ferrocarriles Automviles Electrodomsticos de nueva generacin experimentos cientficos sistemas mdicos.

GRACIAS

Si dices lo que piensas y tienes la conciencia tranquila, es porque has hecho lo que debas. (Anabel)